dccp ccid-2: Remove wrappers around sk_{reset,stop}_timer()
[safe/jmp/linux-2.6] / net / dccp / ccids / ccid3.c
1 /*
2  *  net/dccp/ccids/ccid3.c
3  *
4  *  Copyright (c) 2007   The University of Aberdeen, Scotland, UK
5  *  Copyright (c) 2005-7 The University of Waikato, Hamilton, New Zealand.
6  *  Copyright (c) 2005-7 Ian McDonald <ian.mcdonald@jandi.co.nz>
7  *
8  *  An implementation of the DCCP protocol
9  *
10  *  This code has been developed by the University of Waikato WAND
11  *  research group. For further information please see http://www.wand.net.nz/
12  *
13  *  This code also uses code from Lulea University, rereleased as GPL by its
14  *  authors:
15  *  Copyright (c) 2003 Nils-Erik Mattsson, Joacim Haggmark, Magnus Erixzon
16  *
17  *  Changes to meet Linux coding standards, to make it meet latest ccid3 draft
18  *  and to make it work as a loadable module in the DCCP stack written by
19  *  Arnaldo Carvalho de Melo <acme@conectiva.com.br>.
20  *
21  *  Copyright (c) 2005 Arnaldo Carvalho de Melo <acme@conectiva.com.br>
22  *
23  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  *  (at your option) any later version.
27  *
28  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  *  GNU General Public License for more details.
32  *
33  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
34  *  along with this program; if not, write to the Free Software
35  *  Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
36  */
37 #include "../dccp.h"
38 #include "ccid3.h"
39
40 #include <asm/unaligned.h>
41
42 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
43 static int ccid3_debug;
44 #define ccid3_pr_debug(format, a...)    DCCP_PR_DEBUG(ccid3_debug, format, ##a)
45 #else
46 #define ccid3_pr_debug(format, a...)
47 #endif
48
49 /*
50  *      Transmitter Half-Connection Routines
51  */
52 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
53 static const char *ccid3_tx_state_name(enum ccid3_hc_tx_states state)
54 {
55         static char *ccid3_state_names[] = {
56         [TFRC_SSTATE_NO_SENT]  = "NO_SENT",
57         [TFRC_SSTATE_NO_FBACK] = "NO_FBACK",
58         [TFRC_SSTATE_FBACK]    = "FBACK",
59         };
60
61         return ccid3_state_names[state];
62 }
63 #endif
64
65 static void ccid3_hc_tx_set_state(struct sock *sk,
66                                   enum ccid3_hc_tx_states state)
67 {
68         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
69         enum ccid3_hc_tx_states oldstate = hctx->state;
70
71         ccid3_pr_debug("%s(%p) %-8.8s -> %s\n",
72                        dccp_role(sk), sk, ccid3_tx_state_name(oldstate),
73                        ccid3_tx_state_name(state));
74         WARN_ON(state == oldstate);
75         hctx->state = state;
76 }
77
78 /*
79  * Compute the initial sending rate X_init in the manner of RFC 3390:
80  *
81  *      X_init  =  min(4 * s, max(2 * s, 4380 bytes)) / RTT
82  *
83  * Note that RFC 3390 uses MSS, RFC 4342 refers to RFC 3390, and rfc3448bis
84  * (rev-02) clarifies the use of RFC 3390 with regard to the above formula.
85  * For consistency with other parts of the code, X_init is scaled by 2^6.
86  */
87 static inline u64 rfc3390_initial_rate(struct sock *sk)
88 {
89         const struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
90         const __u32 w_init = clamp_t(__u32, 4380U, 2 * hctx->s, 4 * hctx->s);
91
92         return scaled_div(w_init << 6, hctx->rtt);
93 }
94
95 /**
96  * ccid3_update_send_interval  -  Calculate new t_ipi = s / X_inst
97  * This respects the granularity of X_inst (64 * bytes/second).
98  */
99 static void ccid3_update_send_interval(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx)
100 {
101         hctx->t_ipi = scaled_div32(((u64)hctx->s) << 6, hctx->x);
102
103         ccid3_pr_debug("t_ipi=%u, s=%u, X=%u\n", hctx->t_ipi,
104                        hctx->s, (unsigned)(hctx->x >> 6));
105 }
106
107 static u32 ccid3_hc_tx_idle_rtt(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx, ktime_t now)
108 {
109         u32 delta = ktime_us_delta(now, hctx->t_last_win_count);
110
111         return delta / hctx->rtt;
112 }
113
114 /**
115  * ccid3_hc_tx_update_x  -  Update allowed sending rate X
116  * @stamp: most recent time if available - can be left NULL.
117  * This function tracks draft rfc3448bis, check there for latest details.
118  *
119  * Note: X and X_recv are both stored in units of 64 * bytes/second, to support
120  *       fine-grained resolution of sending rates. This requires scaling by 2^6
121  *       throughout the code. Only X_calc is unscaled (in bytes/second).
122  *
123  */
124 static void ccid3_hc_tx_update_x(struct sock *sk, ktime_t *stamp)
125 {
126         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
127         u64 min_rate = 2 * hctx->x_recv;
128         const u64 old_x = hctx->x;
129         ktime_t now = stamp ? *stamp : ktime_get_real();
130
131         /*
132          * Handle IDLE periods: do not reduce below RFC3390 initial sending rate
133          * when idling [RFC 4342, 5.1]. Definition of idling is from rfc3448bis:
134          * a sender is idle if it has not sent anything over a 2-RTT-period.
135          * For consistency with X and X_recv, min_rate is also scaled by 2^6.
136          */
137         if (ccid3_hc_tx_idle_rtt(hctx, now) >= 2) {
138                 min_rate = rfc3390_initial_rate(sk);
139                 min_rate = max(min_rate, 2 * hctx->x_recv);
140         }
141
142         if (hctx->p > 0) {
143
144                 hctx->x = min(((u64)hctx->x_calc) << 6, min_rate);
145                 hctx->x = max(hctx->x, (((u64)hctx->s) << 6) / TFRC_T_MBI);
146
147         } else if (ktime_us_delta(now, hctx->t_ld) - (s64)hctx->rtt >= 0) {
148
149                 hctx->x = min(2 * hctx->x, min_rate);
150                 hctx->x = max(hctx->x,
151                               scaled_div(((u64)hctx->s) << 6, hctx->rtt));
152                 hctx->t_ld = now;
153         }
154
155         if (hctx->x != old_x) {
156                 ccid3_pr_debug("X_prev=%u, X_now=%u, X_calc=%u, "
157                                "X_recv=%u\n", (unsigned)(old_x >> 6),
158                                (unsigned)(hctx->x >> 6), hctx->x_calc,
159                                (unsigned)(hctx->x_recv >> 6));
160
161                 ccid3_update_send_interval(hctx);
162         }
163 }
164
165 /*
166  *      Track the mean packet size `s' (cf. RFC 4342, 5.3 and  RFC 3448, 4.1)
167  *      @len: DCCP packet payload size in bytes
168  */
169 static inline void ccid3_hc_tx_update_s(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx, int len)
170 {
171         const u16 old_s = hctx->s;
172
173         hctx->s = tfrc_ewma(hctx->s, len, 9);
174
175         if (hctx->s != old_s)
176                 ccid3_update_send_interval(hctx);
177 }
178
179 /*
180  *      Update Window Counter using the algorithm from [RFC 4342, 8.1].
181  *      As elsewhere, RTT > 0 is assumed by using dccp_sample_rtt().
182  */
183 static inline void ccid3_hc_tx_update_win_count(struct ccid3_hc_tx_sock *hctx,
184                                                 ktime_t now)
185 {
186         u32 delta = ktime_us_delta(now, hctx->t_last_win_count),
187             quarter_rtts = (4 * delta) / hctx->rtt;
188
189         if (quarter_rtts > 0) {
190                 hctx->t_last_win_count = now;
191                 hctx->last_win_count  += min(quarter_rtts, 5U);
192                 hctx->last_win_count  &= 0xF;           /* mod 16 */
193         }
194 }
195
196 static void ccid3_hc_tx_no_feedback_timer(unsigned long data)
197 {
198         struct sock *sk = (struct sock *)data;
199         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
200         unsigned long t_nfb = USEC_PER_SEC / 5;
201
202         bh_lock_sock(sk);
203         if (sock_owned_by_user(sk)) {
204                 /* Try again later. */
205                 /* XXX: set some sensible MIB */
206                 goto restart_timer;
207         }
208
209         ccid3_pr_debug("%s(%p, state=%s) - entry \n", dccp_role(sk), sk,
210                        ccid3_tx_state_name(hctx->state));
211
212         /* Ignore and do not restart after leaving the established state */
213         if ((1 << sk->sk_state) & ~(DCCPF_OPEN | DCCPF_PARTOPEN))
214                 goto out;
215
216         /* Reset feedback state to "no feedback received" */
217         if (hctx->state == TFRC_SSTATE_FBACK)
218                 ccid3_hc_tx_set_state(sk, TFRC_SSTATE_NO_FBACK);
219
220         /*
221          * Determine new allowed sending rate X as per draft rfc3448bis-00, 4.4
222          * RTO is 0 if and only if no feedback has been received yet.
223          */
224         if (hctx->t_rto == 0 || hctx->p == 0) {
225
226                 /* halve send rate directly */
227                 hctx->x = max(hctx->x / 2, (((u64)hctx->s) << 6) / TFRC_T_MBI);
228                 ccid3_update_send_interval(hctx);
229         } else {
230                 /*
231                  *  Modify the cached value of X_recv
232                  *
233                  *  If (X_calc > 2 * X_recv)
234                  *    X_recv = max(X_recv / 2, s / (2 * t_mbi));
235                  *  Else
236                  *    X_recv = X_calc / 4;
237                  *
238                  *  Note that X_recv is scaled by 2^6 while X_calc is not
239                  */
240                 BUG_ON(hctx->p && !hctx->x_calc);
241
242                 if (hctx->x_calc > (hctx->x_recv >> 5))
243                         hctx->x_recv =
244                                 max(hctx->x_recv / 2,
245                                     (((__u64)hctx->s) << 6) / (2 * TFRC_T_MBI));
246                 else {
247                         hctx->x_recv = hctx->x_calc;
248                         hctx->x_recv <<= 4;
249                 }
250                 ccid3_hc_tx_update_x(sk, NULL);
251         }
252         ccid3_pr_debug("Reduced X to %llu/64 bytes/sec\n",
253                         (unsigned long long)hctx->x);
254
255         /*
256          * Set new timeout for the nofeedback timer.
257          * See comments in packet_recv() regarding the value of t_RTO.
258          */
259         if (unlikely(hctx->t_rto == 0))         /* no feedback received yet */
260                 t_nfb = TFRC_INITIAL_TIMEOUT;
261         else
262                 t_nfb = max(hctx->t_rto, 2 * hctx->t_ipi);
263
264 restart_timer:
265         sk_reset_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer,
266                            jiffies + usecs_to_jiffies(t_nfb));
267 out:
268         bh_unlock_sock(sk);
269         sock_put(sk);
270 }
271
272 /**
273  * ccid3_hc_tx_send_packet  -  Delay-based dequeueing of TX packets
274  * @skb: next packet candidate to send on @sk
275  * This function uses the convention of ccid_packet_dequeue_eval() and
276  * returns a millisecond-delay value between 0 and t_mbi = 64000 msec.
277  */
278 static int ccid3_hc_tx_send_packet(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
279 {
280         struct dccp_sock *dp = dccp_sk(sk);
281         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
282         ktime_t now = ktime_get_real();
283         s64 delay;
284
285         /*
286          * This function is called only for Data and DataAck packets. Sending
287          * zero-sized Data(Ack)s is theoretically possible, but for congestion
288          * control this case is pathological - ignore it.
289          */
290         if (unlikely(skb->len == 0))
291                 return -EBADMSG;
292
293         if (hctx->state == TFRC_SSTATE_NO_SENT) {
294                 sk_reset_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer, (jiffies +
295                                 usecs_to_jiffies(TFRC_INITIAL_TIMEOUT)));
296                 hctx->last_win_count   = 0;
297                 hctx->t_last_win_count = now;
298
299                 /* Set t_0 for initial packet */
300                 hctx->t_nom = now;
301
302                 hctx->s = skb->len;
303
304                 /*
305                  * Use initial RTT sample when available: recommended by erratum
306                  * to RFC 4342. This implements the initialisation procedure of
307                  * draft rfc3448bis, section 4.2. Remember, X is scaled by 2^6.
308                  */
309                 if (dp->dccps_syn_rtt) {
310                         ccid3_pr_debug("SYN RTT = %uus\n", dp->dccps_syn_rtt);
311                         hctx->rtt  = dp->dccps_syn_rtt;
312                         hctx->x    = rfc3390_initial_rate(sk);
313                         hctx->t_ld = now;
314                 } else {
315                         /*
316                          * Sender does not have RTT sample:
317                          * - set fallback RTT (RFC 4340, 3.4) since a RTT value
318                          *   is needed in several parts (e.g.  window counter);
319                          * - set sending rate X_pps = 1pps as per RFC 3448, 4.2.
320                          */
321                         hctx->rtt = DCCP_FALLBACK_RTT;
322                         hctx->x   = hctx->s;
323                         hctx->x <<= 6;
324                 }
325                 ccid3_update_send_interval(hctx);
326
327                 ccid3_hc_tx_set_state(sk, TFRC_SSTATE_NO_FBACK);
328
329         } else {
330                 delay = ktime_us_delta(hctx->t_nom, now);
331                 ccid3_pr_debug("delay=%ld\n", (long)delay);
332                 /*
333                  *      Scheduling of packet transmissions [RFC 3448, 4.6]
334                  *
335                  * if (t_now > t_nom - delta)
336                  *       // send the packet now
337                  * else
338                  *       // send the packet in (t_nom - t_now) milliseconds.
339                  */
340                 if (delay >= TFRC_T_DELTA)
341                         return (u32)delay / USEC_PER_MSEC;
342
343                 ccid3_hc_tx_update_win_count(hctx, now);
344         }
345
346         /* prepare to send now (add options etc.) */
347         dp->dccps_hc_tx_insert_options = 1;
348         DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_ccval  = hctx->last_win_count;
349
350         /* set the nominal send time for the next following packet */
351         hctx->t_nom = ktime_add_us(hctx->t_nom, hctx->t_ipi);
352         return CCID_PACKET_SEND_AT_ONCE;
353 }
354
355 static void ccid3_hc_tx_packet_sent(struct sock *sk, unsigned int len)
356 {
357         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
358
359         ccid3_hc_tx_update_s(hctx, len);
360
361         if (tfrc_tx_hist_add(&hctx->hist, dccp_sk(sk)->dccps_gss))
362                 DCCP_CRIT("packet history - out of memory!");
363 }
364
365 static void ccid3_hc_tx_packet_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
366 {
367         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
368         struct tfrc_tx_hist_entry *acked;
369         ktime_t now;
370         unsigned long t_nfb;
371         u32 r_sample;
372
373         /* we are only interested in ACKs */
374         if (!(DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_type == DCCP_PKT_ACK ||
375               DCCP_SKB_CB(skb)->dccpd_type == DCCP_PKT_DATAACK))
376                 return;
377         /*
378          * Locate the acknowledged packet in the TX history.
379          *
380          * Returning "entry not found" here can for instance happen when
381          *  - the host has not sent out anything (e.g. a passive server),
382          *  - the Ack is outdated (packet with higher Ack number was received),
383          *  - it is a bogus Ack (for a packet not sent on this connection).
384          */
385         acked = tfrc_tx_hist_find_entry(hctx->hist, dccp_hdr_ack_seq(skb));
386         if (acked == NULL)
387                 return;
388         /* For the sake of RTT sampling, ignore/remove all older entries */
389         tfrc_tx_hist_purge(&acked->next);
390
391         /* Update the moving average for the RTT estimate (RFC 3448, 4.3) */
392         now       = ktime_get_real();
393         r_sample  = dccp_sample_rtt(sk, ktime_us_delta(now, acked->stamp));
394         hctx->rtt = tfrc_ewma(hctx->rtt, r_sample, 9);
395
396         /*
397          * Update allowed sending rate X as per draft rfc3448bis-00, 4.2/3
398          */
399         if (hctx->state == TFRC_SSTATE_NO_FBACK) {
400                 ccid3_hc_tx_set_state(sk, TFRC_SSTATE_FBACK);
401
402                 if (hctx->t_rto == 0) {
403                         /*
404                          * Initial feedback packet: Larger Initial Windows (4.2)
405                          */
406                         hctx->x    = rfc3390_initial_rate(sk);
407                         hctx->t_ld = now;
408
409                         ccid3_update_send_interval(hctx);
410
411                         goto done_computing_x;
412                 } else if (hctx->p == 0) {
413                         /*
414                          * First feedback after nofeedback timer expiry (4.3)
415                          */
416                         goto done_computing_x;
417                 }
418         }
419
420         /* Update sending rate (step 4 of [RFC 3448, 4.3]) */
421         if (hctx->p > 0)
422                 hctx->x_calc = tfrc_calc_x(hctx->s, hctx->rtt, hctx->p);
423         ccid3_hc_tx_update_x(sk, &now);
424
425 done_computing_x:
426         ccid3_pr_debug("%s(%p), RTT=%uus (sample=%uus), s=%u, "
427                                "p=%u, X_calc=%u, X_recv=%u, X=%u\n",
428                                dccp_role(sk), sk, hctx->rtt, r_sample,
429                                hctx->s, hctx->p, hctx->x_calc,
430                                (unsigned)(hctx->x_recv >> 6),
431                                (unsigned)(hctx->x >> 6));
432
433         /* unschedule no feedback timer */
434         sk_stop_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer);
435
436         /*
437          * As we have calculated new ipi, delta, t_nom it is possible
438          * that we now can send a packet, so wake up dccp_wait_for_ccid
439          */
440         sk->sk_write_space(sk);
441
442         /*
443          * Update timeout interval for the nofeedback timer.
444          * We use a configuration option to increase the lower bound.
445          * This can help avoid triggering the nofeedback timer too
446          * often ('spinning') on LANs with small RTTs.
447          */
448         hctx->t_rto = max_t(u32, 4 * hctx->rtt, (CONFIG_IP_DCCP_CCID3_RTO *
449                                                  (USEC_PER_SEC / 1000)));
450         /*
451          * Schedule no feedback timer to expire in
452          * max(t_RTO, 2 * s/X)  =  max(t_RTO, 2 * t_ipi)
453          */
454         t_nfb = max(hctx->t_rto, 2 * hctx->t_ipi);
455
456         ccid3_pr_debug("%s(%p), Scheduled no feedback timer to "
457                        "expire in %lu jiffies (%luus)\n",
458                        dccp_role(sk), sk, usecs_to_jiffies(t_nfb), t_nfb);
459
460         sk_reset_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer,
461                            jiffies + usecs_to_jiffies(t_nfb));
462 }
463
464 static int ccid3_hc_tx_parse_options(struct sock *sk, u8 packet_type,
465                                      u8 option, u8 *optval, u8 optlen)
466 {
467         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
468         __be32 opt_val;
469
470         switch (option) {
471         case TFRC_OPT_RECEIVE_RATE:
472         case TFRC_OPT_LOSS_EVENT_RATE:
473                 /* Must be ignored on Data packets, cf. RFC 4342 8.3 and 8.5 */
474                 if (packet_type == DCCP_PKT_DATA)
475                         break;
476                 if (unlikely(optlen != 4)) {
477                         DCCP_WARN("%s(%p), invalid len %d for %u\n",
478                                   dccp_role(sk), sk, optlen, option);
479                         return -EINVAL;
480                 }
481                 opt_val = ntohl(get_unaligned((__be32 *)optval));
482
483                 if (option == TFRC_OPT_RECEIVE_RATE) {
484                         /* Receive Rate is kept in units of 64 bytes/second */
485                         hctx->x_recv = opt_val;
486                         hctx->x_recv <<= 6;
487
488                         ccid3_pr_debug("%s(%p), RECEIVE_RATE=%u\n",
489                                        dccp_role(sk), sk, opt_val);
490                 } else {
491                         /* Update the fixpoint Loss Event Rate fraction */
492                         hctx->p = tfrc_invert_loss_event_rate(opt_val);
493
494                         ccid3_pr_debug("%s(%p), LOSS_EVENT_RATE=%u\n",
495                                        dccp_role(sk), sk, opt_val);
496                 }
497         }
498         return 0;
499 }
500
501 static int ccid3_hc_tx_init(struct ccid *ccid, struct sock *sk)
502 {
503         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid_priv(ccid);
504
505         hctx->state = TFRC_SSTATE_NO_SENT;
506         hctx->hist  = NULL;
507         setup_timer(&hctx->no_feedback_timer,
508                     ccid3_hc_tx_no_feedback_timer, (unsigned long)sk);
509         return 0;
510 }
511
512 static void ccid3_hc_tx_exit(struct sock *sk)
513 {
514         struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
515
516         sk_stop_timer(sk, &hctx->no_feedback_timer);
517         tfrc_tx_hist_purge(&hctx->hist);
518 }
519
520 static void ccid3_hc_tx_get_info(struct sock *sk, struct tcp_info *info)
521 {
522         info->tcpi_rto = ccid3_hc_tx_sk(sk)->t_rto;
523         info->tcpi_rtt = ccid3_hc_tx_sk(sk)->rtt;
524 }
525
526 static int ccid3_hc_tx_getsockopt(struct sock *sk, const int optname, int len,
527                                   u32 __user *optval, int __user *optlen)
528 {
529         const struct ccid3_hc_tx_sock *hctx = ccid3_hc_tx_sk(sk);
530         struct tfrc_tx_info tfrc;
531         const void *val;
532
533         switch (optname) {
534         case DCCP_SOCKOPT_CCID_TX_INFO:
535                 if (len < sizeof(tfrc))
536                         return -EINVAL;
537                 tfrc.tfrctx_x      = hctx->x;
538                 tfrc.tfrctx_x_recv = hctx->x_recv;
539                 tfrc.tfrctx_x_calc = hctx->x_calc;
540                 tfrc.tfrctx_rtt    = hctx->rtt;
541                 tfrc.tfrctx_p      = hctx->p;
542                 tfrc.tfrctx_rto    = hctx->t_rto;
543                 tfrc.tfrctx_ipi    = hctx->t_ipi;
544                 len = sizeof(tfrc);
545                 val = &tfrc;
546                 break;
547         default:
548                 return -ENOPROTOOPT;
549         }
550
551         if (put_user(len, optlen) || copy_to_user(optval, val, len))
552                 return -EFAULT;
553
554         return 0;
555 }
556
557 /*
558  *      Receiver Half-Connection Routines
559  */
560
561 /* CCID3 feedback types */
562 enum ccid3_fback_type {
563         CCID3_FBACK_NONE = 0,
564         CCID3_FBACK_INITIAL,
565         CCID3_FBACK_PERIODIC,
566         CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE
567 };
568
569 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
570 static const char *ccid3_rx_state_name(enum ccid3_hc_rx_states state)
571 {
572         static char *ccid3_rx_state_names[] = {
573         [TFRC_RSTATE_NO_DATA] = "NO_DATA",
574         [TFRC_RSTATE_DATA]    = "DATA",
575         };
576
577         return ccid3_rx_state_names[state];
578 }
579 #endif
580
581 static void ccid3_hc_rx_set_state(struct sock *sk,
582                                   enum ccid3_hc_rx_states state)
583 {
584         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
585         enum ccid3_hc_rx_states oldstate = hcrx->state;
586
587         ccid3_pr_debug("%s(%p) %-8.8s -> %s\n",
588                        dccp_role(sk), sk, ccid3_rx_state_name(oldstate),
589                        ccid3_rx_state_name(state));
590         WARN_ON(state == oldstate);
591         hcrx->state = state;
592 }
593
594 static void ccid3_hc_rx_send_feedback(struct sock *sk,
595                                       const struct sk_buff *skb,
596                                       enum ccid3_fback_type fbtype)
597 {
598         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
599         struct dccp_sock *dp = dccp_sk(sk);
600         ktime_t now = ktime_get_real();
601         s64 delta = 0;
602
603         switch (fbtype) {
604         case CCID3_FBACK_INITIAL:
605                 hcrx->x_recv = 0;
606                 hcrx->p_inverse = ~0U;   /* see RFC 4342, 8.5 */
607                 break;
608         case CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE:
609                 /*
610                  * When parameters change (new loss or p > p_prev), we do not
611                  * have a reliable estimate for R_m of [RFC 3448, 6.2] and so
612                  * need to  reuse the previous value of X_recv. However, when
613                  * X_recv was 0 (due to early loss), this would kill X down to
614                  * s/t_mbi (i.e. one packet in 64 seconds).
615                  * To avoid such drastic reduction, we approximate X_recv as
616                  * the number of bytes since last feedback.
617                  * This is a safe fallback, since X is bounded above by X_calc.
618                  */
619                 if (hcrx->x_recv > 0)
620                         break;
621                 /* fall through */
622         case CCID3_FBACK_PERIODIC:
623                 delta = ktime_us_delta(now, hcrx->tstamp_last_feedback);
624                 if (delta <= 0)
625                         DCCP_BUG("delta (%ld) <= 0", (long)delta);
626                 else
627                         hcrx->x_recv = scaled_div32(hcrx->bytes_recv, delta);
628                 break;
629         default:
630                 return;
631         }
632
633         ccid3_pr_debug("Interval %ldusec, X_recv=%u, 1/p=%u\n",
634                        (long)delta, hcrx->x_recv, hcrx->p_inverse);
635
636         hcrx->tstamp_last_feedback = now;
637         hcrx->last_counter         = dccp_hdr(skb)->dccph_ccval;
638         hcrx->bytes_recv           = 0;
639
640         dp->dccps_hc_rx_insert_options = 1;
641         dccp_send_ack(sk);
642 }
643
644 static int ccid3_hc_rx_insert_options(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
645 {
646         const struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
647         __be32 x_recv, pinv;
648
649         if (!(sk->sk_state == DCCP_OPEN || sk->sk_state == DCCP_PARTOPEN))
650                 return 0;
651
652         if (dccp_packet_without_ack(skb))
653                 return 0;
654
655         x_recv = htonl(hcrx->x_recv);
656         pinv   = htonl(hcrx->p_inverse);
657
658         if (dccp_insert_option(sk, skb, TFRC_OPT_LOSS_EVENT_RATE,
659                                &pinv, sizeof(pinv)) ||
660             dccp_insert_option(sk, skb, TFRC_OPT_RECEIVE_RATE,
661                                &x_recv, sizeof(x_recv)))
662                 return -1;
663
664         return 0;
665 }
666
667 /** ccid3_first_li  -  Implements [RFC 3448, 6.3.1]
668  *
669  * Determine the length of the first loss interval via inverse lookup.
670  * Assume that X_recv can be computed by the throughput equation
671  *                  s
672  *      X_recv = --------
673  *               R * fval
674  * Find some p such that f(p) = fval; return 1/p (scaled).
675  */
676 static u32 ccid3_first_li(struct sock *sk)
677 {
678         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
679         u32 x_recv, p, delta;
680         u64 fval;
681
682         if (hcrx->rtt == 0) {
683                 DCCP_WARN("No RTT estimate available, using fallback RTT\n");
684                 hcrx->rtt = DCCP_FALLBACK_RTT;
685         }
686
687         delta = ktime_to_us(net_timedelta(hcrx->tstamp_last_feedback));
688         x_recv = scaled_div32(hcrx->bytes_recv, delta);
689         if (x_recv == 0) {              /* would also trigger divide-by-zero */
690                 DCCP_WARN("X_recv==0\n");
691                 if (hcrx->x_recv == 0) {
692                         DCCP_BUG("stored value of X_recv is zero");
693                         return ~0U;
694                 }
695                 x_recv = hcrx->x_recv;
696         }
697
698         fval = scaled_div(hcrx->s, hcrx->rtt);
699         fval = scaled_div32(fval, x_recv);
700         p = tfrc_calc_x_reverse_lookup(fval);
701
702         ccid3_pr_debug("%s(%p), receive rate=%u bytes/s, implied "
703                        "loss rate=%u\n", dccp_role(sk), sk, x_recv, p);
704
705         return p == 0 ? ~0U : scaled_div(1, p);
706 }
707
708 static void ccid3_hc_rx_packet_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
709 {
710         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
711         enum ccid3_fback_type do_feedback = CCID3_FBACK_NONE;
712         const u64 ndp = dccp_sk(sk)->dccps_options_received.dccpor_ndp;
713         const bool is_data_packet = dccp_data_packet(skb);
714
715         if (unlikely(hcrx->state == TFRC_RSTATE_NO_DATA)) {
716                 if (is_data_packet) {
717                         const u32 payload = skb->len - dccp_hdr(skb)->dccph_doff * 4;
718                         do_feedback = CCID3_FBACK_INITIAL;
719                         ccid3_hc_rx_set_state(sk, TFRC_RSTATE_DATA);
720                         hcrx->s = payload;
721                         /*
722                          * Not necessary to update bytes_recv here,
723                          * since X_recv = 0 for the first feedback packet (cf.
724                          * RFC 3448, 6.3) -- gerrit
725                          */
726                 }
727                 goto update_records;
728         }
729
730         if (tfrc_rx_hist_duplicate(&hcrx->hist, skb))
731                 return; /* done receiving */
732
733         if (is_data_packet) {
734                 const u32 payload = skb->len - dccp_hdr(skb)->dccph_doff * 4;
735                 /*
736                  * Update moving-average of s and the sum of received payload bytes
737                  */
738                 hcrx->s = tfrc_ewma(hcrx->s, payload, 9);
739                 hcrx->bytes_recv += payload;
740         }
741
742         /*
743          * Perform loss detection and handle pending losses
744          */
745         if (tfrc_rx_handle_loss(&hcrx->hist, &hcrx->li_hist,
746                                 skb, ndp, ccid3_first_li, sk)) {
747                 do_feedback = CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE;
748                 goto done_receiving;
749         }
750
751         if (tfrc_rx_hist_loss_pending(&hcrx->hist))
752                 return; /* done receiving */
753
754         /*
755          * Handle data packets: RTT sampling and monitoring p
756          */
757         if (unlikely(!is_data_packet))
758                 goto update_records;
759
760         if (!tfrc_lh_is_initialised(&hcrx->li_hist)) {
761                 const u32 sample = tfrc_rx_hist_sample_rtt(&hcrx->hist, skb);
762                 /*
763                  * Empty loss history: no loss so far, hence p stays 0.
764                  * Sample RTT values, since an RTT estimate is required for the
765                  * computation of p when the first loss occurs; RFC 3448, 6.3.1.
766                  */
767                 if (sample != 0)
768                         hcrx->rtt = tfrc_ewma(hcrx->rtt, sample, 9);
769
770         } else if (tfrc_lh_update_i_mean(&hcrx->li_hist, skb)) {
771                 /*
772                  * Step (3) of [RFC 3448, 6.1]: Recompute I_mean and, if I_mean
773                  * has decreased (resp. p has increased), send feedback now.
774                  */
775                 do_feedback = CCID3_FBACK_PARAM_CHANGE;
776         }
777
778         /*
779          * Check if the periodic once-per-RTT feedback is due; RFC 4342, 10.3
780          */
781         if (SUB16(dccp_hdr(skb)->dccph_ccval, hcrx->last_counter) > 3)
782                 do_feedback = CCID3_FBACK_PERIODIC;
783
784 update_records:
785         tfrc_rx_hist_add_packet(&hcrx->hist, skb, ndp);
786
787 done_receiving:
788         if (do_feedback)
789                 ccid3_hc_rx_send_feedback(sk, skb, do_feedback);
790 }
791
792 static int ccid3_hc_rx_init(struct ccid *ccid, struct sock *sk)
793 {
794         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid_priv(ccid);
795
796         hcrx->state = TFRC_RSTATE_NO_DATA;
797         tfrc_lh_init(&hcrx->li_hist);
798         return tfrc_rx_hist_alloc(&hcrx->hist);
799 }
800
801 static void ccid3_hc_rx_exit(struct sock *sk)
802 {
803         struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
804
805         tfrc_rx_hist_purge(&hcrx->hist);
806         tfrc_lh_cleanup(&hcrx->li_hist);
807 }
808
809 static void ccid3_hc_rx_get_info(struct sock *sk, struct tcp_info *info)
810 {
811         info->tcpi_ca_state = ccid3_hc_rx_sk(sk)->state;
812         info->tcpi_options  |= TCPI_OPT_TIMESTAMPS;
813         info->tcpi_rcv_rtt  = ccid3_hc_rx_sk(sk)->rtt;
814 }
815
816 static int ccid3_hc_rx_getsockopt(struct sock *sk, const int optname, int len,
817                                   u32 __user *optval, int __user *optlen)
818 {
819         const struct ccid3_hc_rx_sock *hcrx = ccid3_hc_rx_sk(sk);
820         struct tfrc_rx_info rx_info;
821         const void *val;
822
823         switch (optname) {
824         case DCCP_SOCKOPT_CCID_RX_INFO:
825                 if (len < sizeof(rx_info))
826                         return -EINVAL;
827                 rx_info.tfrcrx_x_recv = hcrx->x_recv;
828                 rx_info.tfrcrx_rtt    = hcrx->rtt;
829                 rx_info.tfrcrx_p      = tfrc_invert_loss_event_rate(hcrx->p_inverse);
830                 len = sizeof(rx_info);
831                 val = &rx_info;
832                 break;
833         default:
834                 return -ENOPROTOOPT;
835         }
836
837         if (put_user(len, optlen) || copy_to_user(optval, val, len))
838                 return -EFAULT;
839
840         return 0;
841 }
842
843 static struct ccid_operations ccid3 = {
844         .ccid_id                   = DCCPC_CCID3,
845         .ccid_name                 = "TCP-Friendly Rate Control",
846         .ccid_owner                = THIS_MODULE,
847         .ccid_hc_tx_obj_size       = sizeof(struct ccid3_hc_tx_sock),
848         .ccid_hc_tx_init           = ccid3_hc_tx_init,
849         .ccid_hc_tx_exit           = ccid3_hc_tx_exit,
850         .ccid_hc_tx_send_packet    = ccid3_hc_tx_send_packet,
851         .ccid_hc_tx_packet_sent    = ccid3_hc_tx_packet_sent,
852         .ccid_hc_tx_packet_recv    = ccid3_hc_tx_packet_recv,
853         .ccid_hc_tx_parse_options  = ccid3_hc_tx_parse_options,
854         .ccid_hc_rx_obj_size       = sizeof(struct ccid3_hc_rx_sock),
855         .ccid_hc_rx_init           = ccid3_hc_rx_init,
856         .ccid_hc_rx_exit           = ccid3_hc_rx_exit,
857         .ccid_hc_rx_insert_options = ccid3_hc_rx_insert_options,
858         .ccid_hc_rx_packet_recv    = ccid3_hc_rx_packet_recv,
859         .ccid_hc_rx_get_info       = ccid3_hc_rx_get_info,
860         .ccid_hc_tx_get_info       = ccid3_hc_tx_get_info,
861         .ccid_hc_rx_getsockopt     = ccid3_hc_rx_getsockopt,
862         .ccid_hc_tx_getsockopt     = ccid3_hc_tx_getsockopt,
863 };
864
865 #ifdef CONFIG_IP_DCCP_CCID3_DEBUG
866 module_param(ccid3_debug, bool, 0644);
867 MODULE_PARM_DESC(ccid3_debug, "Enable debug messages");
868 #endif
869
870 static __init int ccid3_module_init(void)
871 {
872         return ccid_register(&ccid3);
873 }
874 module_init(ccid3_module_init);
875
876 static __exit void ccid3_module_exit(void)
877 {
878         ccid_unregister(&ccid3);
879 }
880 module_exit(ccid3_module_exit);
881
882 MODULE_AUTHOR("Ian McDonald <ian.mcdonald@jandi.co.nz>, "
883               "Arnaldo Carvalho de Melo <acme@ghostprotocols.net>");
884 MODULE_DESCRIPTION("DCCP TFRC CCID3 CCID");
885 MODULE_LICENSE("GPL");
886 MODULE_ALIAS("net-dccp-ccid-3");